بررسی عددی و تجربی تنش های پسماند ایجاد شده در آلیاژ Ti-۶Al-۴V در فرآیند شوکدهی لیزری

یکی از پدیدههای مضر در قطعات صنعتی ایجاد ترکهای خستگی است . یکی از بهترین راهها جهت جلوگیری از گسترش این ترکها، ایجاد تنش پسماند فشاری ۱ در قطعات می باشد. فرآیند سنتی که برای این کار استفاده می شود فرآیند ساچمه زنی ۲ است که علاوه بر داشتن مزایای مناسب ، دارای محدودیت -هایی است . فرآیند رقیبی که جهت ایجاد تنش پسماند فشاری به کار می رود ، فرآیندی جدید و نوآو رانه به نام فرآیند شوک دهی لیزری ۳ می باشد. هدف از انجام این تحقیق شوکدهی لیزری آلیاژ Ti-۶Al-۴V و شبیه سازی المان محدود ۴ فرآیند به منظور دستیابی به تنش پسماند فشاری مطلوب با عمق مناسب است . لذا برای این منظور مطابق یک طراحی آزمایش تعداد ۱ تا ۳ مرتبه عملیات شوکدهی لیزری با همپوشانی ضربات %۵۰، %۶۰ و %۷۰ بر روی ۹ عدد نمونه از جنس آلیاژ Ti-۶Al-۴V انجام شد. سپس برای آگاهی از میزان تنش پسماند سطحی ایجاد شده در نمونه ها از آزمون پراش پرتو ایکس و جهت تعیین عمق نفوذ آن از آزمون سوراخکاری مرکزی استفاده گردید. همچنین جهت تعیین دقیق خواص مادی مخصوص به آلیاژ Ti-۶Al-۴V در نرخ کرنش بالا، آزمون میله هاپکینسون فشاری ۷ به کار گرفته شد و ثوابت جانسون کوک به صورت تجربی استخراج گردید. در ادامه جهت مشاهده وضعیت نمونه ها ی شوکدهی شده تصویر برداری توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی ۸ صورت گرفت . نتایج بررسی های حاصل از تحلیل عددی و تجربی نشان داد که حداکثر تنش پسماند سطحی تا MPa۷۱۰- و عمق نفوذ آن تا mm۱- رسیده است و یکنواختی میدان تنش در درصد همپوشانی %۶۰ نیز بیشتر از دو درصد دیگر بود.

Keywords:

فرآیند شوکدهی لیزری , المان محدود , آزمون میله هاپکینسون , جانسون کوک